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钨钢为什么这么难割?(一)

2015-09-19 17:44:27 http://wugang100.com 百度文库 点击数:
面对着网友的“钨钢”加工难题,有喜有忧,喜的是我们的同行能在中走丝上将“钨钢”的修刀切割水平推至到100MM厚度的切割,这也是值得庆贺的。经常会在快走丝,中走丝,慢走丝加工中遇上钨钢线切割加工,钨钢的加工质量和加工速度水平是衡量机器性能好坏的一个重要指标,下面就钨钢难割在那里,钨钢的“线割德性”展开讨论,认识钨钢的“真面目”进而对我们的线割加工有所帮助。  
 
钨钢只是我们五金行业的通俗叫法,学名另有称呼“硬质合金”。 
 
在化学金属元素周期表中单独找不到硬质合金,它是我们人类用一些难熔金属的碳化物粉末<如WC,TiC>等类型的的物质加在粘结剂Co中混合,经物理加压成型,在真空烧结而成为我们所说的钨钢。我们线切割中经常会用到,象上下线架上的电源导电快,车床上使用的刀片,五金高速连续模中的下模刀口镶件,冲子,材料拉伸模的成型口,这些是我们在工作上经常遇到的,经常接触到的钨钢。  
 
常见硬质合金标号有二大类:YG YT,在钨钢中高硬的成份是WC,用金属CO为粘结剂,还有一种是用TiC为主体,也是用Co为粘结剂,以上两种硬质合金物理性能根据使用侧重点不同,在性能上略有区分,还有一种在冶金行业称为“万能硬质合金”的,在他的组成成份中加入了一种“碳化钽”。性能处于YG ,YT 之间。 
 
 顾名思义:硬质合金硬字当头,对于用他做加工刀具是求之不得,而想加工硬质合金本身采用传统的机械切削方法是很困难的,但对于用电火花线切割来加工却是“较容易”的。
 
但是,在硬质合金的电加工可行性的条件下,在介绍硬质合金的组成成份上因线切割加工环境特殊性,随之会带来一些钨钢工件切割表面改变的不利影响,加工中钨钢的切割性能有别于一般各种五金塑胶模用钢的切割性能。
 
从衡量线割材料的物理性能指标:钨钢熔点,气化点,材质的热导率三个方面都比较高,不管是在快走丝,中走丝的乳化液中切割,还是在慢走丝的纯水中线割,对于钨钢的加工性能是,总体比较稳定,表面粗糙度值同比较小,而最不满意的是切割速度低,效率不高,丝损较大,“软质层”产生。在对钨钢的切割中,象慢走丝因存在“电解”作用,会将钨钢中的粘合剂Co析出,在加工中,水对钨钢切割表面的电解作用,使钨钢中的结合剂Co成为Co离子状态溶解在水中,造成钨钢表面由“硬”变“软”。
 
笔者也在中走丝的钨钢切割中对比使用乳化液,和纯水溶性的线切割液进行钨钢的切割对比试验,以在为某电子厂五金连续模下模刀口的二种切割对比如下:  乳化液加工一次钨钢镶件,用56倍光学放大镜观察,表面也有我们通常所说的疏松层和显微裂纹,需在镶件装配前用油石研模切割表面。
 
用水溶性纯水溶性对钨钢加工,同样,下模镶件的“割一修二”切割的表面。  在56倍的光学放大镜观察,表面粗糙度较用乳化液加工值要小0.5倍,但表面疏松层较用乳化液线割的“软质层”增大。 

同样在用“庆鸿”慢走丝加工钨钢下模镶件“割一修二”有无电解电源,在56倍光学放大镜下观察,“软化层”几乎消失。表面粗糙度值在Ra<0.6微米。
 
经过在快,中,慢三种机上采用乳化液,纯水溶性水质线割液,以及水质工作液的加工比较,不论是在中走丝中采用“纯水溶性线切割液,还是慢走丝中的水质工作液对钨钢加工,都会出现”工件表面的“软化层”现象。 
 
而用乳化液和浙江“佳润”牌水基复合工作液钨钢表面的“软质层”相对较轻,特别是 “佳润”牌水基复合工作液的实际钨钢切割效果更好一些<从客户使用实际冲压刀口次数比较>. 我们知道在快走丝中加工表面有一变质层,从几微米到十几微米。而特别是在水质工作液中<中走丝,慢走丝>严重影响模具质量的变质层基本是因在钨钢的“水质放电环境”中由“电解的对象Co的流失造成的。  
 
下面就介绍一下“水质放电环境“中钨钢切割表面是怎样由Co的流失而生成“软质层”的。 我们的慢走丝加工所用的“纯水”实际并不“纯洁”经过离子交换树脂的交换后,在慢走丝的放电区水质还是有一定的导电性,而中走丝的水溶性水基工作液的导电性比慢走丝的水质导电性要更强一些。  
 
通过去离子的处理和中走丝水箱的“过滤”,降低水的电导率,但多少在加工液中还有一定数量的自由离子存在,而我们线割加工的“极性效应”,工件接正极,钼丝或铜线接负极,在电场的作用下,在正极工件的表面OH—离子不断聚集,造成金属象铁,铜,铝,锌以及钨钢中的钛,钨的氧化并拌金属腐蚀,对于象钨钢中的CO在电场电解的作用下成Co离子状态溶解在水质加工液中,形成钨钢加工前的硬身变成加工后因“软化层”的出现而表面“失硬”变“软”。 
 
所以我们见到现在的慢走丝都在介绍性能时宣称有防钨钢“脱Co的防电解电源,防电解电源是不同于我们现在“无变”的高频电源,采用交变脉冲,施加放电电压平均值为“零”,使工作液中引起电离作用的OH-离子处于电极丝和工件之间受“振荡状态”,不趋向工件和电极丝运动,防止工件材料的氧化,并使钨钢中的粘结剂“Co”流失最小,钨钢表面“变质层”小到不能影响工件的冲压性能。 
 
而目前在中走丝的加工中,用水溶性水质的线割,电解电源效应对钨钢“脱Co“的作用没有引起注意,也没见这方面的研究报道消息,传统电源形成的电解金属现象继续存在,因大部分钨钢精密零件的线割还都是用慢走丝加工的,加工质量对于快走丝,中走丝的“脱Co”原因改善没有尝试。 中走丝,快走丝什么时候能运用高频平均电压为零的交流脉冲电源放电切割,以及采用高电阻的水基少“离子状态”的线割液加工,防电解对钨钢的作用值得好好思考。 钨钢切割实际效率低是因为他的材质所决定的。

【未完待续】
 
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